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教程: C 箴言：理解隐式接口和编译期多态

object-oriented programming（面向对象编程）的世界是围绕着 explicit interfaces（显式接口）和 runtime polymorphism（执行期多态）为中心的。例如，给出下面这个（没有什么意义的）的 class（类）。

class Widget {
　public:
　　Widget();
　　virtual ~Widget();
　　virtual std::size_t size() const;
　　virtual void normalize();
　　void swap(Widget& other); // see Item 25

　　...
};
　　以及这个（同样没有什么意义）的 function（函数），

void doProcessing(Widget& w)
{
　if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget) {
　　Widget temp(w);
　　temp.normalize();
　　temp.swap(w);
　}
}
　　我们可以这样谈论 doProcessing 中的 w：

　　·因为 w 被声明为 Widget 类型的引用，w 必须支持 Widget interface（接口）。我们可以在源代码中找到这个 interface（接口）（例如，Widget 的 .h 文件）以看清楚它是什么样子的，所以我们称其为一个 explicit interface（显式接口）——它在源代码中显式可见。

　　·因为 Widget 的一些 member functions（成员函数）是虚拟的，w 对这些函数的调用就表现为 runtime polymorphism（执行期多态）：被调用的特定函数在执行期基于 w 的 dynamic type（动态类型）来确定（参见《C 箴言：绝不重定义继承的非虚拟函数》）。

　　templates（模板）和 generic programming（泛型编程）的世界是根本不同的。在那个世界，explicit interfaces（显式接口）和 runtime polymorphism（执行期多态）继续存在，但是它们不那么重要了。作为替代，把 implicit interfaces（隐式接口）和 compile-time polymorphism（编译期多态）推到了前面。为了了解这是怎样一种情况，看一下当我们把 doProcessing 从一个 function（函数）转为一个 function template（函数模板）时会发生什么：

template<typename T>
void doProcessing(T& w)
{
　if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget) {
　　T temp(w);
　　temp.normalize();
　　temp.swap(w);
　}
}
　　现在我们可以如何谈论 doProcessing 中的 w 呢？

　　·w 必须支持的 interface（接口）是通过 template（模板）中在 w 身上所执行的操作确定的。在本例中，它显现为 w 的 type (T) 必须支持 size，normalize 和 swap member functions（成员函数）；copy construction（拷贝构造函数）（用于创建 temp）；以及对不等于的比较（用于和 someNastyWidget 之间的比较）。我们将在以后看到这并不很精确，但是对于现在来说它已经足够正确了。重要的是这一系列必须有效地适合于模板编译的表达式是 T 必须支持的 implicit interface（隐式接口）。

　　·对诸如 operator> 和 operator!= 这样的包含 w 的函数的调用可能伴随 instantiating templates（实例化模板）以使这些调用成功。这样的 instantiation（实例化）发生在编译期间。因为用不同的 template parameters（模板参数）实例化 function templates（函数模板）导致不同的函数被调用，因此以 compile-time polymorphism（编译期多态）著称。

　　即使你从没有使用过模板，你也应该熟悉 runtime（运行期）和 compile-time polymorphism（编译期多态）之间的区别，因为它类似于确定一系列重载函数中哪一个应该被调用的过程（这个发生在编译期）和 virtual function（虚拟函数）调用的 dynamic binding（动态绑定）（这个发生在运行期）之间的区别。explicit（显式）和 implicit interfaces（隐式接口）之间的区别是与 template（模板）有关的新内容，需要对他进行近距离的考察。

　　一个 explicit interface（显式接口）由 function signatures（函数识别特征）组成，也就是说，函数名，参数类型，返回值，等等。例如，Widget class（类）的 public interface（显式接口），

class Widget {
public:
Widget();
virtual ~Widget();
virtual std::size_t size() const;
virtual void normalize();
void swap(Widget& other);
};

　　由一个 constructor（构造函数），一个 destructor（析构函数），以及函数 size，normalize 和 swap 组成，再加上 parameter types（参数类型），return types（返回类型）和这些函数的 constnesses（常量性）。（它也包括 compiler-generated（编译器生成）的 copy constructor（拷贝构造函数）和 copy assignment operator（拷贝赋值运算符）——参见《C 箴言:了解C 偷偷加上和调用了什么》）它还可能包含 typedefs，还有，如果你胆大包天敢于违背让 data members（数据成员）private（私有）的建议，即使在这种情况下，这些 data members（数据成员）也不是。

　　一个 implicit interface（隐式接口）有很大不同。它不是基于 function signatures（函数识别特征）的。它是由 valid expressions（合法表达式）组成的。再看一下在 doProcessing template 开始处的条件：

template<typename T>
void doProcessing(T& w)
{
if (w.size() > 10 && w != someNastyWidget) {
...
　　对于 T（w 的类型）的 implicit interface（隐式接口）看起来有如下这些约束：

　　·它必须提供一个名为 size 的返回一个正数值的 member function（成员函数）。

　　·它必须支持一个用于比较两个类型 T 的对象的 operator!= 函数。（这里，我们假定 someNastyWidget 的类型为 T。）

　　由于 operator overloading（运算符重载）的可能性，这两个约束都不必满足。是的，T 必须支持一个 size member function（成员函数），值得提及的是虽然这个函数可以是从一个 base class（基类）继承来的。但是这个 member function（成员函数）不需要返回一个整数类型。它甚?br />

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